液壓系統(tǒng)經(jīng)典畢業(yè)設計

1、序號（學生學號）:闔，笈）挈花液壓課程設計設計題目：上料機液壓系統(tǒng)設計 班級：2011級本機制（2）班 學號：2設計者：湯特指導老師：黃磊肖新華黃松林2014年3月一.序言1.設計的目的2設計的要求2 .工況分析1 .動力分析（負載分析）2 .運動分析（速度分析）3 .繪制負載圖和速度圖3 .確定液壓缸1 .液壓缸的工作壓力2 .液壓缸主要尺寸3 .計算最大流量4 .確定液壓缸的結(jié)構(gòu)5 .工況圖的繪制4 .擬定液壓原理圖1 .速度回路的選擇比較2 .壓力回路的選擇比較3 .換向回路的選擇比較4 .泵的供油方式5 .確定總的液壓原理圖（說明清楚各個動作的進油路和回油路的 路線）5 .液壓元件的選

2、擇1 .泵的選擇2 .電動機的選擇3 .液壓閥的選擇4 .輔助原件6 .驗算液壓系統(tǒng)的性能1 .壓力損失驗算2 .溫升的驗算七.總結(jié)一.序言1、課程設計目的通過本次設計，讓我很好的鍛煉了理論聯(lián)系實際，與具體項目、 課題相結(jié)合開發(fā)、設計產(chǎn)品的能力。既讓我們懂得了怎樣把理論應用 于實際，又讓我們懂得了在實踐中遇到的問題怎樣用理論去解決。 在本次設計中，我們還需要大量的以前沒有學到過的知識，于是圖書 館和INTERNET成了我們很好的助手。在查閱資料的過程中，我們要 判斷優(yōu)劣、取舍相關知識，不知不覺中我們查閱資料的能力也得到了 很好的鍛煉。我們學習的知識是有限的，在以后的工作中我們肯定會 遇到許多未

3、知的領域，這方面的能力便會使我們受益非淺。在設計過程中，總是遇到這樣或那樣的問題。有時發(fā)現(xiàn)一個問題 的時候，需要做大量的工作，花大量的時間才能解決。自然而然，我 的耐心便在其中建立起來了。為以后的工作積累了經(jīng)驗，增強了信心。 同時為畢業(yè)設計和今后工作中進行液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計打下基礎。2、設計步驟和內(nèi)容設計步驟如下：液壓系統(tǒng)的設計步驟和內(nèi)容大致如下：(1)明確設計要求，進行工況分析，繪制工況圖；(2)確定液壓系統(tǒng)的主要性能參數(shù)；(3)擬訂液壓系統(tǒng)原理圖；(4)計算液壓系統(tǒng)，選擇標準液壓元件；(5)液壓缸設計，繪制液壓缸裝配圖；(6)繪制工作圖，編寫技術文件，如果有些同學能力好，時間寬 裕的話并提出

4、電氣控制系統(tǒng)控制液壓元件的設計。以上步驟中各項工作內(nèi)容有時是互相穿插、交叉進行的。對某些 復雜的問題，需要進行多次反復才能最后確定。在設計某些較簡單的 液壓系統(tǒng)時，有些步驟可合并和簡化處理。3、題目：上料機液壓系統(tǒng)設計工作循環(huán)：快速上升一一慢速上升(可調(diào)速)快速下降數(shù)參據(jù)數(shù)數(shù) 據(jù)IVVVI滑臺自重（）80010001200工件自重（）450050005500下位停止的半自動循環(huán)；采用90W型導軌，垂直于導軌的壓緊力為60N,啟動、制動時間 均為0.5s,液壓缸的機械效率為0.9。設計原始數(shù)據(jù)如下表所示?？焖偕仙俣龋╩m/s）404550快速上升行程（mm）350350400慢速上升速度（mm

5、/s）W10W13W16慢速上升行程（mm）100100100快速下降速度（mm/s）455555快速下降行程（mm）400450500圖2上料機示意圖4、進度安排時間任務安排備注第一周星期一星期二任務布置，收集和閱讀有關資料，根據(jù)任務書要 求進行工況分析，確定液壓缸參數(shù)，擬定液壓原 理圖，確定各階段動作的油路走向；星期三 星期五選擇液壓元件，系統(tǒng)性能驗算，繪制草繪液壓原理佟1：第二周星期一星期二繪制正式液壓原理圖及部分液壓元件圖，計算和 選擇液壓元件；星期三星期四液壓缸設計，編制正式設計說明書；星期五修改說明書和圖紙達到規(guī)范，進行答辯。5、基本要求1 .液壓傳動方案的分析，液壓原理圖的擬定。

6、液壓原理圖一張: A3紙質(zhì)；2 .部分液壓元件圖：A3紙質(zhì)或A4紙質(zhì)；3 .主要液壓元件的設計計算（例油缸）和液壓元件、輔助裝置, 設計說明書一份（約6000-8000字）：說明文件中涉及的圖有: 負載循環(huán)圖、速度循環(huán)圖、工流圖、液壓系統(tǒng)原理圖、液壓系 統(tǒng)分塊圖、油缸結(jié)構(gòu)示意圖、油箱結(jié)構(gòu)示意圖，用A4紙打印。4 .提高學生使用計算機繪圖軟件（如AUTOCAD、PR0/E等）進行 實際工程設計的能力。5 .電子檔液壓原理圖和設計說明書上交，并以姓名和學號命名。二.工況分析對液壓傳動系統(tǒng)的工況分析就是明確各執(zhí)行元件在工 作過程中速度和負載的變化規(guī)律，也就是進行運動分析和負 載分析。1 .運動分析根

7、據(jù)各執(zhí)行在一個工作循環(huán)內(nèi)各階段的速度，繪制其循環(huán)圖, 如下圖所示：快退快進2 .動力分析工作負載 耳=G = 800 + 4500 = 5300N導軌的靜摩擦負載 晨=空駕= 16.97NJ . a sin 45sin 2導軌的動摩擦負載廠 /0.1x60 2F(d ="- = = 8.49Nsing in 452動摩擦系數(shù)力=0.1靜摩擦系數(shù)£=0.23 .慣性負載加速:G Av幽X 吧= 43.3N 9.80.5減速: G Av 5300 0.04-0.01 八, =x= 32.4Ng 29.80.5制動:G Av5300 0.01.八=x = 10.8?/ g9.80

8、.5反向加速:l G Av 5300 0.045Fa4 =x= 48.67 Ng Z 9.80.5反向制動:尸"" = "48.67N g z根據(jù)以上計算，考慮到液壓缸垂直安放，其重量較大，為防止因自重而下滑，系統(tǒng)中應設置平衡回路。因此在對快速向下運動的負 載分析時，就不考慮滑臺2的重量。則液壓缸各階段中的負載如表 3.1 所示(n, = 0.9) o表3.1液壓缸各階段負載工況計算公式總負載F (N)缸推力F(N)起動F = F“+Fl5316.975907.74加速5351.715946.34快上F = Ffd”L5308.495898.32減速F = FH?

9、5276.075862.3慢上F = Ff,+FL5308.495898.32反向加速51.7157.46快下F =8.499.43制動尸=時一死5-40.13-44.593.繪制負載圖和速度圖V(minzs)三.初步確定液壓缸的參數(shù)1、液壓缸的工作壓力根據(jù)分析此設備的負載不大，按類型屬機床類，所以初選液壓缸 的工作壓力為2. OMPa2、計算液壓缸的尺寸A = £式中F-液壓缸上的外負載 PP液壓缸的有效工作壓 A所求液壓缸有有效工作而積F 5946.34A = - =0.00297 m2p - 20x10D =4x2.97x10-3 3J4= 6.15xl0-2/n按標準取值：D

10、=63mm根據(jù)快上和快下的速度比值來確定活塞桿直徑：后哮代入數(shù)值,解得：*21皿按標準取值：d=22皿則液壓缸的有效面積為：無桿腔而積：A = - 7tD = x6.32 =31.17c/?2 44有桿腔面積:A =-tt(D2 - J2) = -X(6.32 -2.22) = 27.36cm2 443 .計算最大流量q,n = 4v快 = 124.68 x IO-6/?3 Is = 7.48L/ninq. p = Avt；. =31.17 xOnr /s = 1.87L/niin 】譙上 i w Iq 怏下=A,v 快下=123.12 x 10-6/n, / 5 = 7.39 L/min繪制

11、如下表:工況壓力流量%7min)功率%快上1.77.48212.34慢下1.71.8753.08快下O.OO317.390.384 .確定液壓缸的結(jié)構(gòu)1）缸體與缸蓋的連接形式常用的連接方式法蘭連接、螺紋連接、 外半環(huán)連接和內(nèi)半環(huán)連接，其形式與工作壓力、缸體材料、工作條件 有關。2）活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu)常見的連接形式有：整體式結(jié)構(gòu)和 組合式結(jié)構(gòu)。組合式結(jié)構(gòu)又分為螺紋連接、半環(huán)連接和錐銷連接。3）活塞桿導向部分的結(jié)構(gòu)活塞桿導向部分的結(jié)構(gòu)，包括活塞桿 與端蓋、導向套的結(jié)構(gòu)，以及密封、防塵、鎖緊裝置等。4）活塞及活塞桿處密封圈的選用 活塞及活塞桿處密封圈的選用, 應根據(jù)密封部位、使用部位、使用的壓力

12、、溫度、運動速度的范圍不 同而選擇不同類型的密封圈。常見的密封圈類型：O型圈，O型圈加 擋圈，高底唇Y(jié)型圈，Y型圈，奧米加型等。5）液壓缸的緩沖裝置液壓缸帶動工作部件運動時，因運動件的 質(zhì)量大，運動速度較高，則在達到行程終點時，會產(chǎn)生液壓沖擊，甚 至使活塞與缸筒端蓋產(chǎn)生機械碰撞。為防止此現(xiàn)象的發(fā)生，在行程末 端設置緩沖裝置。常見的緩沖裝置有環(huán)狀間隙節(jié)流緩沖裝置，三角槽 式節(jié)流緩沖裝置，可調(diào)緩沖裝置。6）液壓缸排氣裝置 對于速度穩(wěn)定性要求的機床液壓缸，則需要 設置排氣裝置。5 .工況圖的繪制0.0031-o-!k t/s7391.870t/s%一212.巧|53.080.380* t/s快上慢上

13、 快下（液壓缸的工況圖）擬定液壓原理圖1 .速度回路的選擇比較由工況圖可知，該系統(tǒng)在慢速時速度需要調(diào)節(jié)，考慮到系統(tǒng)功率小, 滑臺運動速度低，工作負載變化小，所以采用調(diào)速閥的回油節(jié)流調(diào) 速回路。2 .壓力回路的選擇比較為防止在上端停留時重物下落和在停留斯間內(nèi)保持重物的位置，特 在液壓缸的下腔（無桿腔）進油路上設置了液控單向閥；另一方面， 為了克服滑臺自重在快下過程中的影響，設置一單向背壓閥。3 .換向回路的選擇比較由于快上和慢上之間速度需要換接，但對換接的位置要求不高，所 以采用由行 程開關發(fā)訊控制二位二通電磁閥來實現(xiàn)速度的換接。4 .泵的供油方式從工況圖分析可知，該系統(tǒng)在快上和快下時所需流量較

14、大，且比較 接近。在慢上時所需的流量較小，因此從提高系統(tǒng)的效率，節(jié)省能源 的角度考慮，采用單個定量泵的供油是不合適的，宜選用雙聯(lián)式定量 葉片泵作為油源。5 .確定總的液壓原理圖系統(tǒng)工作過程：快上時，電磁閥2有電，兩泵同時工作，液壓油經(jīng)過電換向閥6、液 控單向閥8、背壓閥7,流入無桿腔，再經(jīng)過單向電磁閥9、換向閥6 回油箱。慢上時，活塞走到420mm處，壓下行程開關，行程閥3, 4換接，同時 使電磁3有電，大流量泵經(jīng)過它卸荷，只有小流量泵供油，調(diào)速閥 10調(diào)節(jié)回油。工作太速度下降?？煜聲r，行程閥復位，電磁閥1有電，雙泵同時供油，經(jīng)過換向閥6 （左位）、調(diào)速閥10、背壓閥7、液控單向閥8、換向閥6

15、回到油箱。動作快上慢上快下lYk-2IA+-3YA+-1710X五.液壓元件的選擇1 .泵的選擇液壓缸在整個工作循環(huán)中最大工作壓力為L7MPa,由于該系統(tǒng)比 較簡單，所以取其壓力損失Z3 = O.4MPa,所以液壓泵的工作壓力為% =P +ZAP = 1.7+ 0.4 = 2. IMP”兩個液壓泵同時向系統(tǒng)供油時，若回路中的泄漏按10%計算，則 兩個泵總流為與=Llx7.48=8.228L/min ,于溢流閥最小穩(wěn)定流量為 3L/min,而工進時液壓缸所需流量為1. 87L/min,則高壓泵的流量不 得少于 4. 87L/min0根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查產(chǎn)品目錄，故應選用超-6% 型 的雙聯(lián)

16、葉片泵，其額定壓力為6. 3Mpa,容量效率內(nèi)=0.85,總效率 Jp = 0.75 ,所以驅(qū)動該泵的電動機的功率可由泵的工作壓力(2. IMpa) 和輸出流量(當電動機轉(zhuǎn)速為910r/min)qp =2x6.3x91OxO.85xlO-3 =9.75%面 求出：Pp =也=21xUxf = 455 卬60x0.752 .電動機的選擇查電動機產(chǎn)品目錄，擬選用的電動機的型號為Y90S-6,功率為750w,額定轉(zhuǎn)速為910r/mino3 .液壓閥的選擇序號名稱通過流量“max/U min型號及規(guī)格1濾油器11.47xlx-06-082雙聯(lián)葉片泵9.75YBX -6.3/ 6.33單向閥4.875a

17、f3-ejob4外控順序閥4.875XF3-10B5溢流閥3.375XF3 - 10B6三位四通電磁換向閥9.7543-1087單向順序閥11.57AXF3-10B8液控單向閥11.57YFE010B9二位二通電磁換向閥8.2122EF-E10B10單向調(diào)速閥9.75AQF3-E10B11壓力表r-ioor12壓力表開關QF3-E10B13電動機Y90S-6力損失為為和3，則當通過閥的流量為Q時的閥的壓力損失少式為VhJ因為25mm通徑的閥的額定流量為260L/min,所以通過整個閥的壓力相比 14MPa很小，且可以忽略不計。同理，快上時回油路上的流量q2 =(241.03x34.36/5.2

18、4)L/min = 164.841/min ,A則回油路油管中的流速u = 164.84x1()-'/ 60xx252 xlO' m/s = 5.6m/s 0 4)由此可計算出 Re = vJ/v = 5.6x25xl0-3/1.0xl0-4=1400<2320 (層流),A = 75/Re = 0.054,所以回油路上沿程壓力損失為：切 =21j£v2 =0.054x-rX x5.62P« = 0.061MP«d 225x1072(3)總的壓力損失同上面的計算所得可求出(0.0876 + 0.0876x10%) +34.3650.24(0.

19、061 + 0.061x1MPa= 0.142MPa2 .溫升的驗算 在單位時間內(nèi)液壓系統(tǒng)的總發(fā)熱量H可按下式計算H = Pi-Po = Pi(l )Pi液壓泵的輸入功率Po 液壓執(zhí)行元件的輸出功率H液壓系統(tǒng)的總效率經(jīng)計算可得，在快上時H=249.7W,在慢上時，H=276.25Wo在慢上時的發(fā)熱略大于快上時，現(xiàn)取較大的值進行校核其熱平衡求出 熱溫升。設油箱的三個邊長1： 1： 11： 2： 3范圍內(nèi)，散熱面積為 A = 0.065小尸=1.10斬 二 假設通風良好，取K = 15% .。.所以油液的溫升為：' = %4 = 16-71室溫為20,熱平衡溫度為36.7K65,沒有超出允許范圍。七.小結(jié)